A Reflexão E Refração da Luz

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO

BACHARELADO INTERDISCIPLINAR EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA

FÍSICA EXPERIMENTAL II

ÓPTICA GEOMÉTRICA: Reflexão E Refração da Luz

São Luís

2018

AIAN ARNAUD VIDINHO SANTOS

DAIRON ELIAS NEVES SILVA

FRANCISCO DE SOUZA NASCIMENTO

GUILHERME LUIS OLIVEIRA NUNES

        RAPHAEL PORTELA DE ARAUJO JANSEN FERREIRA        

VALDEMIR DE SOUSA NASCIMENTO JUNIOR

Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina de Física Experimental II, do curso Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia da Universidade Federal do Maranhão.

Prof. DR. Frederico Elias Passos dos Santos

São Luís

2018

SUMÁRIO

SUMÁRIO        3

1 INTRODUÇÃO        2

2 ABORDAGEM TEÓRICA        3

2.1 REFLEXÃO        3

2.1.1 LEIS DE REFLEXÃO        4

2.2 REFRAÇÃO        4

2.2.1 ÂNGULO LIMITE        7

3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        7

3.1 MATERIAIS        7

3.2 MÉTODOS        8

3.3 ANOTAÇÕES EXPERIMENTAIS        9

4 CONCLUSÃO        13

REFERÊNCIAS        14

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1.INTRODUÇÃO

Em momento de nossa vida acabamos vivenciando coisas simples que acontecem naturalmente, como algo caindo no chão sob a ação da gravidade. Certas coisas apresentam comportamento especifico, assim como o comportamento da luz. A luz é o que permite que reconheçamos a matéria como presente através da visão. Mas não é só isso, a luz apresenta peculiaridades que nos permite observar algo diretamente ou distorcido dependendo do meio que se encontra.

O objetivo deste relatório é analisar os fenômenos da reflexão e refração, onde a reflexão consiste no fato de a luz, após incidir em uma superfície polida, voltar a se propagar no meio em que foi lançada. Os espelhos são os principais utensílios empregados com base nesse fenômeno.

Já a refração é um fenômeno físico que ocorre quando a luz passa por uma mudança de meios (homogêneos e transparentes) que permitem sua passagem, porem diferentes em relação à densidade, uma das coisas que afeta na velocidade de passagem da luz, isso ocasiona uma mudança na angulação dos raios de luz quando não são incididos perpendicularmente. Podemos observar facilmente isto ocorrendo em piscinas ou no simples olhar a lua. O fundo da piscina parece mais próximo do que realmente é ao olharmos de fora, o que acontece é que os raios de luz atravessam a água e mudam de velocidade e angulação, assim causando pequena distorção na nossa concepção de profundidade como estamos acostumados a ver no meio natural onde vivemos (ar).

O mesmo acontece ao observarmos a lua, ela aparenta estar em uma posição no céu quando na verdade está em outra posição espacial, isso ocorre porque a nossa atmosfera é um meio diferente do qual é originada a luz da lua e ao atravessar sofre refração. O estudo desse fenômeno permitiu saber a exata angulação de mudança ocorrente na refração. Isso trouxe avanços na atual tecnologia e utilizar desse conhecimento a favor do avanço cientifico e aplicações no dia a dia. Este trabalho tem foco em técnicas experimentais para observação e comprovação das leis de reflexão e na de refração desenvolvidas por Snell-Descartes.

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2.ABORDAGEM TEÓRICA

2.1 REFLEXÃO

A reflexão da luz ocorre quando a luz incide em uma determinada superfície, e como resultado, ela se propaga no mesmo meio. Se a superfície forrugosa, os raios de luz são espalhados em várias direções; tal reflexão é conhecida como difusa. No caso em que a superfície é lisa, os raios de luz apresentam um único ângulo de reflexão; tal reflexão é chamada de especular ou regular.

Figura 1 – Luz da lanterna refletindo no espelho

[pic 1]

Fonte: http://www.aulas-fisica-quimica.com/8f_15.html

Na imagem acima, tem-se um raio incidente verde vindo da lanterna e um raio refletido vermelho em um espelho, representando qualquer superfície sólida que pode haver reflexão. Tendo como referencial o eixo normal em preto tracejado que é perpendicular a um eixo do espelho, anotou-se os ângulos de incidência i e os ângulos refletidos r, formando assim as bases para a análise das leis da reflexão, em especial a segunda lei.

2.1.1 LEIS DE REFLEXÃO

A primeira lei da reflexão diz que o raio incidente, o eixo normal e o raio refletido são coplanares, ou seja, estão em um mesmo plano do espaço. Portanto, agora tem-se as diretrizes para tratar da próxima lei da reflexão. A segunda lei da reflexão diz que o ângulo de incidência 𝒊̂ é igual ao o ângulo de reflexão 𝒓̂ em relação ao eixo normal, ou seja, se lançar um raio luminoso em uma superfície planificada polida, o raio refletido pela superfície tem a mesma angulação que o raio incidente, todos esses medidos em relação à reta normal representada pela linha tracejada preta,como mostra a figura 1. De acordo com o princípio de Fermat, um raio de luz percorre o trajeto entre dois pontos levando sempre o menor tempo possível, ou seja, na reflexão o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, como mostrado na equação 1.1:

        [pic 2]        

2.2 REFRAÇÃO

As ondas se propagam em uma velocidade conforme o meio em que estão. Quando a luz muda de um meio homogêneo e translúcido para outro (homogêneo e translúcido) de densidade diferente a luz passa muda sua velocidade de propagação. Essa mudança é denominada refração, quando o grau de incidência da luz é determinado a refração irá se caracterizar além da mudança de velocidade, na mudança de ângulo de acordo com a densidade do meio. A lei de Snell-Descartes, ou simplesmente lei de refração, trata-se de uma expressão que define o desvio angular sofrido por um raio de luz ao passar de meio.